211service.com
Drone Ranger
Gwendal Le Bec
Medan NASA-ingenjörer bygger större, snabbare brinnande raketmotorer, siktar Tony Tao, SM ’12, på mindre, långsammare brinnande. En aero-astro doktorand, Tao är en av tre personer som arbetar på Firefly, en drönare som drivs av en liten raket istället för en elmotor. Medan även de snabbaste racingdrönarna kryssar i drygt 100 miles per timme, susar Firefly runt i upp till 550 miles per timme, tack vare sin långsamt brinnande, nedskalade motor. Drönaren, som väger två till tre pund, beroende på dess nyttolast, är utformad för att sätta in från ett fartflygplan, fälla ut sina vingar medan den faller fritt och sedan zooma runt och samla in data eller posera som ett lockbete till närliggande fiendeplan innan den slängs .
Vi använder detta brännhastighetsdämpande medel, som - via kemisk nedbrytning - kyler lågan och ändrar lågans struktur så att den faktiskt brinner långsammare, säger Tao. Medan en typisk modellraket av den storleken brinner i en till tre sekunder, tillåter Fireflys långsamma förbränning drönaren att flyga med raketdrivna hastigheter i upp till tre minuter. Man brukar inte vilja sätta in en brandsläckare i sin eld, men det är precis vad vi gör, säger han.
Firefly, ett gemensamt projekt mellan MIT:s Lincoln Laboratory och det amerikanska flygvapnet, är kulmen på ungefär tre års arbete. I april vann Tao en $15 000 Drive It! Lemelson-MIT Student Prize, delvis för sin doktorandforskning och för att utveckla Fireflys föregångare - en liten elektrisk drönare som heter Locust som kan flyga i cirka 70 miles per timme efter att ha utplacerats från ett flygplan. Tao säger att både Locust och hans avhandling bygger på elevernas arbete i 16.82, en slutstenskurs i flygfordonsteknik där han tjänstgör som lärarassistent.
För sin doktorsexamen leder Tao utvecklingen av anpassningsbar flygplanstillverkning (AAM), en metod för att tillverka flygplansdelar på begäran.
Med hjälp av GPkit, öppen källkodsoptimeringsprogram utvecklad av Warren Hoburg, en biträdande professor i aero-astro, låter systemet designers koppla in variabler, såsom idealisk bärkraft eller flygavstånd, för hundratals plan och ta emot specifikationer på det mest effektiva sättet att designa varje del. Designers kan sedan avgöra om de kan spara pengar genom att använda delar tillverkade för ett plan i ett annat, eller om en specialiserad del kan förbättra effektiviteten tillräckligt för att motivera att tillverka specialanpassade formar.
Tao har använt tekniken för att tillverka tre små plan som sträcker sig från fem till 25 pund. Tillvägagångssättet minskade både byggtiden och materialet som användes för att tillverka formar med mer än 50 procent, men det ökade också vikten på varje flygplan med cirka 8 procent och minskade effektiviteten med 17 procent. Exakta avvägningar kommer att variera beroende på flygplan, säger Tao.
Tao hjälper också Lincoln Lab och flygvapnet att utveckla Jungle Hawk Owl, en drönare på 150 pund som kommer att flyga fem dagar i sträck. Designad för att bära kommunikationsnyttolaster under naturkatastrofer, kan drönaren fungera som en lokal satellit, vilket möjliggör höghastighetsdataöverföring tills områdets infrastruktur repareras.
Efter att ha avslutat sitt doktorandarbete i höst planerar Tao att ta ett jobb med Lincoln Lab och dyka in i sitt nästa projekt. Vi är här för att utforska idéer, säger han.
